课
题
22
能源与可持续发展
（
2
课时）
备课人
谢志莲
备课时间
3.5
授课时间
课型
新课
每课三分钟
另附
课标依据
通过交流学习，学习信息处理方法，培养信息处理能力。
教学方法
实验探究法、谈论法、观察法
教学准备∕教具
课件、多媒体
教学目标
知识与技能1、了解什么是能源，什么是一次能源和二次能源、不可再生能源和可再生能源、化石能源、常规能源和新型能源及其特点。 2、了解原子、原子核的结构；了解核能、裂变、聚变、链式反应；了解核电站的常识，知道核能的优点和可能带来的问题；了解我国和世界核能利用新进展。 3、能量转移和转化具有方向性 ；了解能源利用对环境的影响；了解新能源的开发、利用及其优点 过程与方法1、通过能的各种来源和应用的知识，学习处理信息的方法；通过能源的不同分类方法体会研究问题的过程和方法2、通过交流学习，学习信息处理方法，培养信息处理能力。3、了解太阳能的优点；知道直接利用太阳能的两条途径。情感态度与价值观1、从能源问题到能源科学引发学生的学习兴趣和学习欲望。2、初步认识科学技术的进步对人类社会的发展具有巨大的促进作用。3、通过学生搜集资料的过程，体验成功的喜悦，了解人类文明的发展过程，在感慨人类的伟大同时，又有忧患意识。
教学重难点
教学重点：1、通过课本，知道不同种类的能源。裂变和链式反应、，聚变的原理以及如何利用核能更多的给人类造福。3、了解太阳能的知识；4、能源消耗对环境的影响教学难点：1、不同类型能源的特点。2、核裂变和链式反应，聚变的原理。3、了解利用太阳能的方式。4、能源与可持续发展
教学过程（环节自由组织，需突出教师组织和学生探究活动）
教学环节及时间
教师活动
师生互动
二次备课（校级集体备课）
片区集体备课
能源（
8
分钟）
教师：什么叫能源呢？2、一次能源和二次能源教师：同学们知道吗？汽油、柴油都是从石油提炼出来的。那么煤、石油、天然气等等又是从哪里来的呢？从地下开采出来的。地下的这些东西又是从哪里来的呢？煤、石油、天然气都是由古代的动物、植物经过长时间的地质变迁中形成的，我们把它们统称为化石燃料。教师：一次能源是自然界直接提供的能源。教室里点灯，家里开收音机、电视机，工厂里开动机器都要用电能，电能是哪里来的呢？教师：同学们说得都对。火电厂把煤、石油等化石燃料转化成电能；水电站把水流能转化成电能；干电池、蓄电池把化学能转化成电能；太阳能电池把太阳能转化成电能，电能是由化石燃料、水能、风能、太阳能等等自然界直接提供的能源转化而来的，所以叫做二次能源。
学生思考并回答：像煤、石油、天然气、水流等等，凡是可以提供能量的物质资源都叫做能源。化石燃料、水能、风能、太阳能等等都是由自然界提供的能源叫做一次能源（电能是由发电厂供给的；电能可由电池提供；电能还可由太阳能转化而来——太阳能电池。）由自然界提供的能源转化而来的能源是二次能源
核能（
12
分钟）
一）原子、原子核提问，引导复习原子结构，板书。类比说明。（二）核能师：质子、中子依靠强大的核力紧密结合在一起，一旦原子核发生分裂或聚合，就可能释放出惊人的能量，这就是核能。师：获取核能的方式主要有核裂变和核聚变师：质量较大的原子核分裂成两个中等质量的原子核，同时释放出能量的过程就是裂变。（三）裂变。师：将火柴搭成如图所示结构，点燃第一根火柴后，会发生什么现象呢？师：这就像用中子轰击铀235原子核，铀核分裂时释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子又会轰击其它铀核……于是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能。这就是链式反应。课件展示链式反应示意图师：谁能说一说，现在人类对利用裂变释放的核能有哪些方面应用呢？展示：播放视频：核电站、原子弹、我国核电站建设和原子弹研制等相关内容。总结、板书：链式反应：可控制----核反应堆不可控制—原子弹（四）聚变：指导学生阅读教材，播放展示核聚变过程。师：如何实现聚变，如何利用聚变释放的核能，科学家正在积极地探索着．科学家预言，通过可控制聚变来利用核能，有望彻底解决人类能源问题．愿同学们今后对此做出贡献．提出问题：核能和平利用和危害。
考问题，回答、交流、观察、记忆，听讲、记录听讲，记录将火柴搭成图示结构。讨论交流并回答问题。听讲，观看动画、观察图片，理解链式反应。讨论交流展示并回答一是利用核能发电，一是应用到军事领域阅读教材。展示交流小组合作准备的资料。
复习以前学过的知识，文本节新授知识衔接做准备。模拟感知理解链式反应，突出教学重点，突破教学难点。让学生在互动式的自主探究学习中，了解核能的优点和可能带来的问题，初步认识科学及相关技术对于人类生活的影响有两面性。同时，提高他们的环保意识和爱国主义情感。
让学生连接核能及获得方式检查反馈学生搜集的资料，培养搜集处理信息等能力。培养自学能力、分析概括、交流等能力和团队精神。
太阳能（
8
分钟）
一、太阳的结构简介太阳的结构及太阳能的来源。二、太阳能与矿石能源的关系介绍矿石能源的形成。提问：我们知道矿石能源是远古的植物动物形成的，但是，这与太阳能又有什么关系呢？太阳能又是怎么进入到植物中呢？三、如何利用太阳能1．利用太阳能的方式提问：（1）人们是怎样利用太阳能的？利用太阳能的方式有哪几种？
太阳能有哪些优点，又有哪些不足不足呢？2．太阳能的优点及缺点请同学们枚举，教师总结。优点：1．普遍；2．巨大；3．清洁。缺点：1．分散；2．不稳定；3．效率低和成本高。
学生观察图片根据老师对太阳结构的介绍，学生认真聆听，并思考。学生根据教师的提问，思考后并回答问题。学生根据教师的提问，思考后并回答问题。学生举例说明生活中太阳能的利用。
能源与可持续发展（8分钟）
在我们使用能源的过程中，你是否注意到这样一些现象：工作时间较长的机械的外壳会很烫手；汽车制动时，由于摩擦动能转化成为轮胎、地面和空气的内能；汽车行驶过程中要用大量的水吸收多余的热。这些消散掉的内能能否再次被收集起来提供机械做功，继续为我们服务呢？今天我们就来学习下能源与可持续发展，了解一下能源利用中的物理知识。探究点一
能量转移和转化具有方向性活动1：冬天，火炉把自己的内能传递给房间里的空气，供人们取暖；到了春天，能够把这些内能重新收集真情为，来年再用吗？显然不能。一般情况下，内能只能从高温物体转移到低温物体，不能相反。否则会引起其他的变化，消耗别的能。再如，冰箱里的热量不会自动转移到外部，而必须消耗其他的能量(电能)才能把热量转移出来使冰箱内部变交冷。可见，涉及热现象的能量转化过程是有方向睡，不可逆的，消散掉的内能不能被收集起来再利用。同学们可以讨论、交流一下，看看哪些能量可以被利用，哪些不能？探究点二
能源消耗对环境的影响活动1:人类在耗用各种能源时，特别是目前石油、煤炭占了能源的绝大部分，而且年消耗量在不断增长，不可避免地会对环境造成影响。现在我们来看下影像，了解一下它对环境有哪些影响呢？同学们交流讨论自己的感受和想法。活动2：学生通过各种媒体，可能对能源消耗对环境的影响有一些初步的认识。然后让学生讨论、交流举出能源消耗还会对环境造成哪些影响，并且在老师的指导下，把课本Ｐ１７９“想想议议”表中的空格填上，使学生认识到过量使用能源会对环境造成严重的破坏。探究点三
能源与可持续发展活动1：阅读课本相关内容，讨论交流后回答：能源按是否可以再生利用的方式怎么分类？未来的理想能源活动2：化石能源的大量使用，不仅留给子孙后代的越来越少，而且造成严重的环境问题。根据学过的有关能源的知识，以及课本上提出的条件，在老师的指导下，让学生说一说哪些是未来的理想能源，并说明其道理，同时在课堂上展开讨论。课堂练习1.
原子是由原子核和核外
组成的；原子核是由质子和 组成的。2.太阳内部每时每刻都在发生核
，核电站的核反应堆是利用
（选填“可”或“不可”）控制的核
变释放能量来发电的。氢弹爆炸时发生的核反应是核
变。
对于教师的举例，都是贴近生活的例子，让学生感知物理就在我们身边。学生归纳总结：前面学习过的化石能源、核能、太阳能可以被利用，风能、水能、地热能也能被利用。机械摩擦产生的内能不能被利用，空气摩擦产生的内能也不能被利用。学生思考后回答问题学生回答：1.不可再生能源：煤、石油、天然气、核能等
；
2.可再生能源：太阳能、水能、电能、沼气等
学生思考并回答巩固强化知识目标，反馈学生学习情况。
体现由物理走进生活，生活走进物理的教学理念，让学生更好理解。
课堂总结（
4
分钟）
总结概括本章所学习得知识点
结合板书，总结交流本节课收获。
学生通过课堂小结，强化教学目标
使知识更具系统性。
课后作业
练习册
板书设计
第22章
能
源一.能源二、核能三、太阳能四、能源与可持续发展
课后反思
优点：不足：改进措施：
辐射层
对流层
太阳核心
太阳大气(共50张PPT)
一、能
源
第二十二章
二、核
能
三、太阳能
四、能源与可持续发展
1、能够提供热、光、机械能和电能等各种形式的能量来源就叫能源
煤
石油
风能
地热能
水能
一、能源概念及类型
2、能直接从自然界获取的能源称为一次能源
由一次能源经过加工得到的能源称为二次能源
汽油、柴油
地热发电
太阳能发电
一次能源
二次能源
天然气
化石能源
煤
石油
核能
电能
汽油
风能
太阳能
水能
地热能
柴油
能源分类
化石能源是现代人类文明所需的主要能源。由于其属于不可再生的资源，所以总有使用殆尽的一天。
而且在开采化石能源的过程中因意外而对环境的破坏也十分严重。所以开发新能源、更好地利用已知能源是全球范围的重要课题。
20世纪40年代，科学家发明了可以控制核能释放的装置——核反应堆，拉开了以核能为代表的新能源利用的序幕。
回忆与思考：
1、原子核是由什么组成？
2、原子核内的各个粒子为什么能紧紧结合在一起？
是由质子和中子组成的
原来，原子核内的各个粒子之间是靠强大的吸引力---核力，使它们紧紧结合在一起的。
3、原子核发生变化时，是否有能量产生呢？
核
能
原子核是可以改变的，而且在有些改变过程中还会释放出巨大的能量—核能（即原子能）。
在原子核发生变化时放出的能量叫做核能.
获得核能有二种途径：一种是原子核的裂变，
另一种是原子核的聚变。
1、核裂变和链式反应
用中子轰击铀235（质量数为235的铀），铀核会分裂成大小相差不很大的两部分，这种现象叫核裂变。
（1）什么叫核裂变？
（2）裂变的条件：
用中子轰击铀核，铀核才能发生裂变
（3）链式反应
当中子轰击铀核时，铀核才能发生裂变，而铀核裂变时，还同时放出2－3个中子，放出的中子又可以轰击其他铀核，使他们也发生裂变。裂变将不断地自行继续下去的现象。
（4）裂变的应用
：
原子弹、核电站
原子弹：对裂变的链式反应不加控制，在极短的时间里内就会释放出巨大的核能，发生猛烈的爆炸。
1945年8月6日名为“小男孩”的原子弹。这个“小男孩”的巨大毁灭力，令日本广岛核爆中心方圆2公里内所有建筑物全部被夷为平地。
核电站
为便于和平利用核能，必须控制链式反应的速度，使核能缓慢而又平稳地释放出来.为此，人们制成了一种专门装置——核反应堆.
核反应堆能缓慢、平稳地释放核能，核电站是利用核能发电的.
铀核裂变产生核废料，有放射性污染，核电站必须采取防护措施，防止核泄漏.
2、核聚变
较轻的核结合成较重的核，也能释放能量的现象。
（1）什么叫核聚变？
一个氘核由一个质子和一个中子组成，一个氚核由一个质子和二个中子组成，它们发生聚变反应结合成由二个质子和二个中子组成的氦核时，要放出一个中子，并释放出核能.
一定质量的氘核和氚核聚变时放出的能量要比等量的铀核裂变时放出的能量大几倍.
聚变需要在几百万摄氏度的高温下才能发生，因此聚变又叫热核反应.
氚核
氘核
氦核
一个中子（随能量释放）
（2）聚变的应用
利用轻核聚变可制成氢弹（其威力比原子弹更为巨大）
太阳内部进行着大规模的聚变，释放的核能以电磁波的形式的形式从太阳辐射出来。
和平利用聚变产生的核量是非常吸引人的重大课题，我国的可控核聚变装置“中国环流器1号”已取得不少研究成果。
我国第一颗氢弹1967年6月17日上午8时20分，我国西部地区新疆罗布泊上空，我国第一颗氢弹爆炸试验获得完全的成功。
著名的核物理学家
爱因斯坦
钱学森
霍
金
太阳距地球1.5亿千米，直径大约是地球的110倍，体积是地球的130万倍，质量是地球的33万倍，核心温度高达1
500万摄氏度。
一、太阳——巨大的核能火炉
二、太阳是人类能源的宝库
太阳向外辐射的能量中，只有五亿分之一传递到了地球，其中又只有不到一半被地球接收．太阳光已经照射着我们的地球50亿年了．地球在这50亿年中积累的太阳能是我们今天所用大部分能量的源泉．
照射在地球上的太阳能非常巨大，大约40分钟照射在地球上的太阳能，便足以供全球人类一年能量的消费．可以说，太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源．
煤、石油、天然气是地球给人类提供的最主要的一次能源．然而，这些化石燃料的“年龄”都有上亿年了，远古时期陆地和海洋中的植物，通过光合作用将太阳能转化为生物体的化学能．在它们死后，躯体埋在地下和海底腐烂了．沧海桑田，经过几百万年的沉积、化学变化、地层的运动，在高压下渐渐变成了煤和石油．在石油形成过程中还放出天然气．今天，我们开采化石燃料来获取能量，实际上是在开采上亿年前地球所接收的太阳能．
太阳向外辐射的能量中，只有约二十亿分之一
传递到地球。
二、太阳是人类能源的宝库
太
阳
辐
射
能
大气升温不均匀
形成风（空气动能）
使水循环
形成水流（水流能）
被绿色植物
微生物吸收
食物
煤
石油
天然气
（化学能）
直接利用太阳灶
使大地变热
被海水吸收
太阳辐射
地球上
各种能源
形成洋流（波浪能）
万物生长靠太阳
太阳光已经照耀我们的地球近50亿年，地球在这近50亿年中积累的太阳能是我们今天所用大部分能量的源泉。人类的日常生活，也无法离开阳光。
今天我们开采化石燃料，实际上是在开采上亿年前地球接收的太阳能。
远古时期的植物通过光合作用将太阳能转化为生物体内的化学能。
经过地壳的不断运动，死后的动植物躯体埋在地下和海底。
经过几百万年的复杂变化，变成了煤、石油、天然气。
化石能源的形成
直接利用太阳能的方式主要有两种。
太阳能
内能
用集热器收集阳光中的能量来加热水等物质。实现了把太阳能转化为内能。
1．光热转化
三、太阳能的利用
热水
冷水
水箱
集热器
太阳光
集热器的原理
太阳能
电能
太阳能电池可以将太阳能转变为电能；
在航空、航
天、交通、通信等领域中有较为广泛的应用。
2．光电转化
三、太阳能的利用
太阳能景观灯
太阳能热发电电站
集热塔
加热水，通过水蒸气推动汽轮机发电
定日镜
追着太阳转，反射阳光
2010年，上海世博会中国馆采用了大量先进的太阳能科技，整座世博园的太阳能发电装置每年预计节电约
420
万千瓦时，减排二氧化碳约4
100
吨。
太
阳
能
汽
车
太阳能的利用:光能-电能
能源易获取
不排放CO2
能源量大
可持续性强
能源分散
受自然条件限制
转化效率低
成本较高
太阳能技术的优缺点
四、太阳能的优缺点
1、太阳能的优点
①普遍性：太阳能分布广阔，获取方便
②洁净性：使用太阳能安全、不污染环境
③数量大：太阳能十分巨大
④长久性：太阳能取之不尽，用之不竭
2、太阳能的缺点
①不稳定
：随季节、时间变化，受到天气状况的影响
②强度弱：实际投射到地球表面的太阳辐射功率小，要有较大的接受面积和收集转换设备
③不连续：每个地方只有在白昼才能接受到太阳辐射能
既然能量是守恒的，那地球上的能量就不会减少了，为什么还需要节约能源？
一、能量转移和能量转化的方向性
新知探究
我们从石油中提炼出汽油，内燃机把能源中储备的化学能转化为汽车的机械能、内能。
这些机械能、内能无法再转化回可以被利用的能源。
化学能
内能
内能
机械能
火力发电厂把煤中贮存的化学能转化为电能，供生产和生活用。
用电器将电能转化为内能、光能、机械能多种形式的能后，这些能量无法再变回能源。
化学能
内能
内能
电能
在热传递的过程中，热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，不能相反。如果要使热量从低温物体转移到高温物体，就需要消耗其他形式的能量。
例如电冰箱就需要消耗电能。
汽车制动时，由于摩擦，动能转化成轮胎、地面和空气的内能，这些消耗的能量不能再自动地被用来驱动汽车。
能量的转化和转移具有方向性，有些能量可以利用，有些则不能。
我们所能利用的能源是有限的，所以需要节约能源。
能量的转化和转移是有______的，我们是在能量的转化和转移的过程中__________的，因此不是什么能量都可以利用，能量的利用是有_______的，也是有_____的。
方向性
利用能量
条件
代价
电冰箱工作时，将箱内能量转移到外部，是因为消耗了
能，才能把热量转移出来使冰箱内部变冷，这一现象说明能量的转化、转移是有
的，同时也说明在转化或转移时是要消耗其他
的.
电
方向性
能量
化石能源通过燃烧转化为内能，相当一部分内能没有被有效利用。
二、能源消耗对环境的影响
汽车尾气造成空气污染和城市热岛效应。
燃料燃烧产生的大量二氧化碳，加剧了地球的温室效应。
燃料燃烧还生成二氧化硫、氮氧化物、粉尘和一氧化碳等有害物质。
酸性气体形成酸雨造成危害
酸雨侵蚀后的汉白玉石柱
1．提高能源的利用率，减少在能源使用中对环境的破坏。
自2012年6月1日起，北京的机动车燃油进行了最新一轮的升级，升级后的燃油更加环保，可以改善大气质量。
三、能源与可持续发展
可再生能源：
太阳能、风能、水能等可以在自然界里源源不断地得到
。
2．发展新的理想能源
不可再生能源：
化石能源、核能等能源会越用越少。
绿色能源的开发和利用
绿色能源：在释放能量或能量转化过程中对环境不造成污染的能源叫绿色能源．
人类可开发和利用的绿色能源主要有下列几种：
1．风能
2．水流（河流、潮汐）能．风能和水流能是“可再生能源”而石油、煤炭是不可再生能源．
3．太阳能
4．核能等等．
新疆风车田发电
葛洲坝水电站
藏北利用太阳能的设备
浙江秦山核电站
满足条件：
1、必须足够丰富，可以保证长期使用；
2、必须足够便宜，可以保证多数人用得起；
3、相关的技术必须成熟，可以保证大规模使用；
4、必须足够安全、清洁，可以保证不会产生严重的后果；
未来理想新能源
1、环境保护、开发新能源是未来能源利用的主旋律。下列做法中最利于环保的是（
）
A.开发太阳能取代煤、天然气等能源?????
B.用天然气代替煤和石油
C.用核能代替水力发电??????????????????
D.废电池与其他废品一起填埋
A
随堂练习
?2、开发新能源是本世纪人类关注的热点之一，除了开发新能源，我们还应该从节约身边的能源做起，图中符合节约能源且安全的做法是（
）
B
3、关于能源的开发和利用，下列说法中不正确的是（??
）
A．煤是可再生能源，以煤为主要燃料的火力发电容易造成环境污染
B．核能是不可再生能源，开发和利用核能是人类获取能源的一个新途径
C．太阳能是取之不尽的能源，可直接利用且不会污染环境，开发前景广阔
D．人类的生存离不开能源，社会的进步和美好生活是以消耗大量能源为代价的，我们要珍惜能源
A
4、“低碳生活”是指减少能源消耗、节约资源，从而降低二氧化碳排放，保护环境，“低碳生活”让我们生活更美好。下列符合“低碳生活”这一主题的做法是（
）
A．用一次性塑料袋代替布袋购物
B．使用一次性筷子，讲究公共卫生
C．大力发展风力发电，减少火力发电
D．增加私家车用量，提高生活质量
C
